Автореферат (1150175), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Полученныезначения заряда комплексов лежат в интервале от -3 до -5 (таблица 1). Эти результаты заметноменьше величин, которые можно было бы ожидать для данной системы, учитывая, что зарядБСА, рассчитанный из констант диссоциации аминокислотных остатков, равен -18. Однакополученныезначениязарядаудовлетворительносогласуютсясданнымипоэлектрофоретической подвижности БСА в водном растворе. Полученное расхождение соценкой, вероятно, можно связать с явлением конденсации противоионов на поверхностиглобулы. В результате кинетические единицы в рассматриваемой системе представляюткомплексы белок/полиэлектролит, движущиеся вместе со связанными противоионами.15Концентрация Заряд2,0ПСС, мг/млкомплексаБСА/ПСС,1,5Г, мг/м2e1,00,50,00200004000060000t, с.Рис.11.Расчетныеэкспериментальные(сплошные(символы)линии)ипри-32*10-4-42*10-3-52*10-2-5кинетическиеТабл.зависимости поверхностной концентрации растворовБСА/ПСС2*10-5различных1.
Рассчитанныезначения зарядовкомплексов БСА/ПСС при различных концентрацияхконцентрацияхПСС.полиэлектролита: 2*10-5 (квадраты), 2*10-4 (круги),2*10-3 (треугольники), 2*10-2 (звезды).60В седьмой главе рассматриваютсярастворовповерхностныефибриногенаисвойства40комплексов30фибриноген/полиэлектролит.Динамическоеr , мН/мдинамические5020поверхностное10натяжение и динамическая поверхностная0упругостьрастворов0комплексов24681012 , мН/мЗависимости1416фибриноген/ПСС и фибриноген/ПДАДМАХРис.измеряласьчасти динамической поверхностной упругости откакполиэлектролитафункцияиконцентрациивремени12.поверхностногожизнидавлениядействительнойдлярастворовфибриногена с концентрацией: 5*10-9 (квадраты),поверхности при рН = 3,8 и рН = 7.1*10-8 (круги), 2*10-8 (треугольники), 5*10-8 (ромбы),1*10-7 М (снежинки).В первом параграфе седьмой главы рассматриваются динамические поверхностныесвойства растворов фибриногена в зависимости от концентрации белка.
Поверхностнаяупругость вблизи равновесия оказалась заметно ниже (~ 50 мН/м), чем для растворовисследованныхглобулярныхбелков–лизоцимаиБСА (~ 80 мН/м). Зависимости динамической поверхностной упругости от поверхностногодавлениясмещаютсявсторонуболеевысокихповерхностныхдавленийс увеличением концентрации фибриногена (рис.12). Эта особенность, по-видимому, связана сболее сложным строением молекулы фибриногена. Можно предположить, что при низкихконцентрациях вытянутые молекулы фибриногена располагаются параллельно поверхности, а16при увеличении концентрации происходит переориентация макромолекул в поверхностномслое.Во втором параграфе седьмой главы рассматриваются динамические поверхностныесвойства растворов комплексов фибриноген/ПСС. Несмотря на различия в строении молекулыфибриногена и типичных глобулярных белков, характер изменения кинетических зависимостейповерхностных свойств растворов фибриноген/ПСС при рН=7 с увеличением концентрацииполиэлектролита близок к соответствующим результатам для растворов БСА/ПСС илизоцим/ПДАДМАХ при рН=7, когда компоненты одноименно заряжены.При уменьшении рН скорость изменения поверхностных свойств падает.
Уже приконцентрацииполиэлектролита2*10-4мг/млповерхностныесвойстварастворафибриноген/ПСС близки к поверхностным свойствам воды в течение пяти часов. Характерзависимости динамической поверхностной упругости от поверхностного давления указываютна то, что ближняя область поверхностного слоя содержит только молекулы белка. Результатыэллипсометрических измерений и данные по агрегации в объеме раствора позволяютпредположить,чтоповерхностнаяконцентрацияфибриногенаснижаетсясростомконцентрации ПСС за счет связывания белка агрегатами, характеризующимися более низкойповерхностной активностью и значительно меньшим коэффициентом диффузии.В третьем параграфе седьмой главы рассматриваются динамические поверхностныесвойства растворов комплексов фибриноген/ПДАДМАХ.
Скорость изменения поверхностныхсвойствменяетсянемонотонно.Противоположнозаряженныекомпонентыобразуюткомплексы с зарядом меньшим, чем заряд белка. Уменьшение заряда приводит к снижениюэлектростатического барьера и росту скорости адсорбции.В области эквимолярныхконцентраций происходит перезарядка комплекса, и скорость адсорбции уменьшается, вызываясмещение кинетических зависимостей в сторону результатов для раствора чистого белка.Зависимости динамической поверхностной упругости от поверхностного давления совпадают срезультатами для растворов чистого белка. Полиэлектролиты оказывают относительно слабоеденатурирующее действие на белки и в случае фибриногена возможное изменение третичнойструктуры не отражается на поверхностных свойствах этого белка. С уменьшением рН, такжекак и в случае растворов БСА/ПДАДМАХ, взаимодействие между компонентами уменьшаетсяи при рН = 3,8 добавки полиэлектролита не приводят к изменению динамическихповерхностных свойств.Выводы1.Обнаружены три локальных максимума на кинетических зависимостях динамическойповерхностной упругости растворов смеси β-казеин/ПНИПАМ.
Показано, что первые двамаксимума связаны с последовательным вытеснением относительно гидрофильных и17относительно гидрофобных участков молекул β-казеина из ближней области поверхностногослоя. Третий максимум вызван образованием петель и хвостов молекул ПНИПАМ у межфазнойграницы.2.Обнаружено относительное изменение величины первых двух пиков на кинетическихкривых динамической поверхностной упругости растворов β-казеин/ПНИПАМ при увеличенииконцентрации ПНИПАМ, свидетельствующее об усилении гидрофобного взаимодействиямежду компонентами.3.Для растворов смеси БСА и ПСС при значениях рН, соответствующих одноименномузаряду макромолекул, обнаружено сильное уменьшение скорости изменения поверхностныхсвойств при увеличении концентрации полиэлектролита, свидетельствующее об образованиикомплексов БСА/ПСС в объеме раствора за счет взаимодействия молекул ПСС спротивоположно заряженными участками на поверхности глобулы БСА.
Показано, что в этомслучае ближняя область поверхностного слоя растворов комплексов БСА/ПСС состоит восновном из глобул белка, а полиэлектролит вытеснен в дальнюю область.4.Для растворов смеси БСА и ПДАДМАХ при значениях рН, соответствующиходноименному заряду макромолекул, комплексы белок/полиэлектролит не образуются из-заболее низкой гибкости цепей ПДАДМАХ.5.Для растворов смеси БСА с полиэлектролитами (ПСС и ПДАДМАХ) при значениях рН,соответствующих разноименному заряду макромолекул, на кинетических зависимостяхдинамической поверхностной упругости обнаружен локальный максимум, указывающий наразрушение третичной структуры БСА и образование дальней области поверхностного слоя(области петель и хвостов). Сравнение результатов для растворовБСА/полиэлектролит иБСА/ГХГ показывает, что третичная структура белка в первом случае разрушается лишьчастично.6.Для растворов смеси лизоцима и полиэлектролитов (ПСС и ПДАДМАХ) в широкойобласти значений рН монотонные кинетические зависимости динамической поверхностнойупругости указывают на сохранение третичной структуры белка в поверхностном слое.Влияние добавок полиэлектролитов на скорость изменения поверхностных свойств в этомслучае связано, прежде всего, с образованием мезоскопических агрегатов в объеме раствора, атакже с проникновением цепей полиэлектролита в ближнюю область поверхностного слоя.7.Обнаруженсильный синергетическийэффектПССиГХГ на динамическиеповерхностные свойства растворов лизоцима.
В этом случае кинетические зависимостидинамической поверхностной упругости близки к соответствующим результатам для растворовамфифильных линейных полимеров и указывают на полное разрушение третичной структурыбелка в поверхностном слое. В то же время подобный эффект не возникает при замене ГХГ на18мочевину, что связано с различными механизмами денатурации белков под действием ГХГ имочевины.8.Зависимости динамической поверхностной упругости от поверхностного давленияпоказывают, что в растворах комплексов фибриногена с полиэлектролитами ближняя областьповерхностного слоя состоит в основном из молекул белка. В то же время добавки ПСС крастворам фибриногена сильно влияют на кинетику адсорбции, даже когда компонентыодноименно заряжены. При значениях рН, соответствующих противоположному зарядукомпонентов, в растворе образуются мезоскопические агрегаты, что приводит к уменьшениювеличиныадсорбцииискоростиизмененияповерхностныхсвойств.ПДАДМАХвзаимодействует с фибриногеном, только когда этот белок противоположно заряжен.9.Применение кинетического уравнения адсорбции для описания адсорбции комплексовБСА/ПСС позволило оценить эффективный заряд адсорбирующихся глобул.
Полученныезначения удовлетворительно согласуются с результатами по электрофоретической подвижностиБСА в водном растворе и показывают, что кинетические единицы представляют глобулярныйкомплекс белок/полиэлектролит вместе со связанными противоионами.Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:1. Noskov B. A., Milyaeva O.Yu., Lin S.-Y., Loglio G., Miller R. Dynamic properties of βcasein/surfactant adsorption layers // Colloids Surf.
A, 2012, 413, 84–91.2. Milyaeva O.Yu., Noskov B. A., Lin S.-Y., Loglio G., Miller R. Influence of polyelectrolyte ondynamic surface properties of BSA solutions // Colloids Surf. A, 2014, 442, 63–68.3. Milyaeva O.Yu., Lin S.-Y., Noskov B. A. Influence of sodium polystyrene sulfonate on dynamicsurface properties of bovine serum albumin solutions // Colloid J., 2014, 76, 459-464.4. Milyaeva O.Yu., Noskov B. A., Akentiev A.V., Lin S.–Y. Dynamic surface elasticity of the mixedsolutions of bovine serum albumin and synthetic polyelectrolytes // Mendeleev Commun., 2014,24, 264-265.5. Milyaeva O.Yu., Campbell R.A., Lin S.-Y., Loglio G., Miller R., Tihonov M.M., Varga I.,Volkova A.V., Noskov B.A.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
